JP4893216B2 - Network management device, bandwidth control method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、帯域制御方法に関し、特に無線LANマルチホップネットワークにおける帯域制御方法に関する。   The present invention relates to a bandwidth control method, and more particularly to a bandwidth control method in a wireless LAN multihop network.

無線LAN(Local Area Network)の規格であるIEEE802.11b,a,gの普及に伴い、無線LANが企業や家庭などで幅広く利用されている。   With the spread of IEEE802.11b, a, g, which is a standard for wireless LAN (Local Area Network), wireless LANs are widely used in businesses and homes.

近年、無線LANにおいて従来のデータ通信での用途の他に、VoIP(Voice over Internet Protocol)などリアルタイムトラヒック通信においても無線LANが利用されつつある。VoIPなどのリアルタイムトラヒックは遅延やパケット損による品質低下が著しいため、帯域確保といったQoS(Quality of Service)制御が必要となる。   In recent years, wireless LANs are being used in real-time traffic communications such as VoIP (Voice over Internet Protocol) in addition to conventional data communications applications in wireless LANs. Since real-time traffic such as VoIP suffers from a significant deterioration in quality due to delay and packet loss, QoS (Quality of Service) control such as bandwidth reservation is required.

しかし、無線LANマルチホップネットワークでは、複数のアクセスポイント(AP)からVoIPトラヒックが発生したり、トラヒックが無線リンクを経由するというように更に状況が複雑になるためQoSの定式化などが難しい。   However, in a wireless LAN multi-hop network, VoIP traffic is generated from a plurality of access points (APs), and the situation becomes more complicated as traffic passes through a wireless link, so it is difficult to formulate QoS.

また、ネットワークの帯域予約を行うプロトコルとしてRSVP(Resource reSerVation Protocol)といったものがIETF(Internet Engineering Task Force)で標準化されているが、経路上のノードすべてにおいてネットワーク資源などの予約や予約の更新といったことが必要であり、アクセスポイントすべてが対応しなければ動作しないという問題がある。なお、RSVPは、ネットワーク上で送信先までの帯域を予約し、通信品質を確保するプロトコルである。また、IETFは、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)などのインターネットで利用される技術を標準化する組織である。   In addition, RSVP (Resource reServation Protocol), which is a protocol for performing network bandwidth reservation, is standardized by IETF (Internet Engineering Task Force). There is a problem that it does not work unless all access points support it. RSVP is a protocol that reserves a bandwidth to a transmission destination on a network and ensures communication quality. The IETF is an organization that standardizes technologies used on the Internet such as TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).

また、トラヒック量を測定し、閾値以上の場合において帯域制御を行う方式が提案されている。しかし、この特許では、トラヒック量を随時モニタリングする必要があったり、トラヒックに対してクラス分けをしていないため混雑時にはVoIPトラヒックも一緒に帯域制御されてしまうといった問題が存在する。   In addition, a method has been proposed in which the amount of traffic is measured and band control is performed when the amount of traffic exceeds a threshold value. However, in this patent, there is a problem that it is necessary to monitor the amount of traffic at any time, and because the traffic is not classified, the bandwidth of the VoIP traffic is also controlled at the time of congestion.

多くの場合、トラヒックの大半を占めるデータトラヒックはTCPを用いている。TCPフローは、パケットを送信後、受信者側からの応答(ACK)により送信に成功したと判断し、自身の送信レートを上げ、応答が無い場合や、パケットが損失したと判断した場合、自身の送信レートを下げる。そのため、TCPフローはネットワークのボトルネックリンクに応じた送信レートとなるセルフクロッキングという性質を持つ。   In many cases, TCP is used for data traffic that occupies most of the traffic. TCP flow, after sending the packet, it is judged that the transmission was successful by the response (ACK) from the receiver side, the own transmission rate is increased, and when there is no response or when it is judged that the packet is lost, Reduce the transmission rate of. Therefore, the TCP flow has a property of self-clocking that becomes a transmission rate according to the bottleneck link of the network.

このように、VoIPといったリアルタイム通信では遅延やパケット損による品質への影響が大きくQoS制御が必要になる。QoS制御を行う一つの方法としては、VoIP通信やデータトラヒックといったネットワーク内を流れるトラヒックの制御を行うトラヒックコントロールが挙げられる。   As described above, real-time communication such as VoIP has a large influence on quality due to delay and packet loss, and requires QoS control. One method for performing QoS control is traffic control for controlling traffic flowing in the network, such as VoIP communication and data traffic.

また、通常マルチホップ無線ネットワークにおいてはポータルが存在し、そこがボトルネックリンクとなる。マルチホップ無線ネットワークにおいては、ポータルがボトルネックリンクとなり、そのボトルネックを解消する必要がある。   Further, a portal usually exists in a multi-hop wireless network, which becomes a bottleneck link. In a multi-hop wireless network, a portal becomes a bottleneck link, and it is necessary to eliminate the bottleneck.

関連する技術として、特開2001−298472号公報(特許文献1)に帯域制御装置及びトラヒック制御方法が開示されている。
この従来技術では、帯域制御装置は、バックボーンネットワークと複数のローカルエリアネットワーク(LAN)の間に設置して、LANに接続する複数の通信端末がバックボーンネットワークを介して行うパケット通信のトラヒック制御手段を備える帯域制御装置において、帯域制御装置に入力されたパケット信号から複数のLAN毎に輻輳を検出する輻輳検出手段と、LANに接続する端末が、バックボーンネットワークを介して行うパケット通信のトラヒックの量を制御するトラヒック制御手段を備えることを特徴とする。
As a related technique, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-298472 (Patent Document 1) discloses a band control device and a traffic control method.
In this prior art, the bandwidth control apparatus is installed between a backbone network and a plurality of local area networks (LANs), and a traffic control means for packet communication performed by a plurality of communication terminals connected to the LAN via the backbone network. In the bandwidth control device provided, the congestion detection means for detecting congestion for each of a plurality of LANs from the packet signal input to the bandwidth control device, and the amount of packet communication traffic performed by the terminal connected to the LAN via the backbone network Traffic control means for controlling is provided.

また、特開2002−344531号公報(特許文献2)に通信帯域確保及び解放要求方法が開示されている。
この従来技術では、IP電話網は、端末間での通信に使用する帯域幅を確保し、使用済み帯域幅を解放可能なルータ装置と、複数の該ルータ装置から構成されるIP網と、電話端末が接続された一つ以上の電話網と、該IP網に接続されたゲートキーパ装置と、それぞれが、該IP網と電話網おのおのを接続する一つ以上のIP電話ゲートウェイ装置と、該IP網に接続された一つ以上のIP電話端末とから構成される。この従来技術の通信帯域確保方法は、IP電話ゲートウェイ装置間、又は、IP電話端末間、又は、IP電話端末とIP電話ゲートウェイ装置間のいずれかで通信するときに、ゲートキーパ装置は、発側IP電話ゲートウェイあるいは発側IP電話端末から受信した通信要求に伴う着側電話番号に対応した着側IP電話ゲートウェイあるいは着側IP電話端末を求める。発側、着側のIP電話ゲートウェイあるいはIP電話端末間の通信経路上に確保されている通信帯域幅が、通信要求に基づく接続が確立した後の総通信帯域幅よりも少ない場合、通信経路上に配置されるルータ装置に対して、通信に必要な通信帯域幅よりも大きな、予め指定した追加帯域幅で帯域の追加確保を要求する。要求結果を、発側IP電話ゲートウェイあるいは発側IP電話端末に着側IP電話ゲートウェイあるいは着側IP電話端末を通知することを特徴とする。
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-344531 (Patent Document 2) discloses a communication band securing and releasing request method.
In this prior art, an IP telephone network includes a router device capable of securing a bandwidth used for communication between terminals and releasing used bandwidth, an IP network composed of a plurality of the router devices, and a telephone. One or more telephone networks to which terminals are connected; a gatekeeper device connected to the IP network; one or more IP telephone gateway devices each connecting the IP network and the telephone network; and the IP network And one or more IP telephone terminals connected to each other. In this prior art communication band securing method, when communicating between IP telephone gateway apparatuses, between IP telephone terminals, or between an IP telephone terminal and an IP telephone gateway apparatus, the gatekeeper apparatus A callee IP phone gateway or callee IP phone terminal corresponding to the callee telephone number associated with the communication request received from the phone gateway or caller IP phone terminal is obtained. If the communication bandwidth reserved on the communication path between the originating and destination IP telephone gateways or IP telephone terminals is less than the total communication bandwidth after the connection based on the communication request is established, Is requested to secure an additional bandwidth with a pre-designated additional bandwidth that is larger than the communication bandwidth required for communication. The request result is notified to the originating IP telephone gateway or the originating IP telephone terminal of the terminating IP telephone gateway or the terminating IP telephone terminal.

特開2003−124956号公報(特許文献3)に通信制御方法及びネットワークシステムが開示されている。
この従来技術では、少なくとも2種類の第1の及び第2のトラフィックの混在するネットワークにおける通信制御方法が、第1のノードに流入するトラフィックのうち第1のトラフィックについては第2のトラフィックに比し優先的に送信し、第2のトラフィックについてはフローコントロールを実行することを特徴とする。
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-124956 (Patent Document 3) discloses a communication control method and a network system.
In this prior art, the communication control method in a network in which at least two types of first and second traffic are mixed is compared with the second traffic for the first traffic out of the traffic flowing into the first node. Transmission is performed preferentially and flow control is executed for the second traffic.

特開2001−298472号公報JP 2001-298472 A 特開2002−344531号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-344531 特開2003−124956号公報JP 2003-124756 A

本発明の目的は、一つのポータルを持つマルチホップ無線LANシステムにおける帯域制御によるトラヒックコントロールを行う帯域制御方法を提供することである。
本発明の他の目的は、帯域制御を行うことで、ネットワークを流れるTCPフローのトラヒックを制限することができる帯域制御方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a bandwidth control method for performing traffic control by bandwidth control in a multi-hop wireless LAN system having one portal.
Another object of the present invention is to provide a bandwidth control method capable of limiting the traffic of a TCP flow flowing through a network by performing bandwidth control.

以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。但し、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   In the following, means for solving the problem will be described using the numbers used in [Best Mode for Carrying Out the Invention] in parentheses. These numbers are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Best Mode for Carrying Out the Invention]. However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in [Claims].

本発明のネットワーク管理装置(100)は、無線LANマルチホップネットワークにおけるネットワーク管理装置であって、優先キュー(103)と、非優先キュー(104)と、帯域制御部(105)とを具備する。優先キュー(103)は、優先トラヒックのキューである。非優先キュー(104)は、非優先トラヒックのキューである。帯域制御部(105)は、非優先キュー(104)に接続され、無線LANマルチホップネットワーク内で非優先トラヒックに対して帯域制御を行い優先トラヒックの帯域を確保する。   The network management device (100) of the present invention is a network management device in a wireless LAN multi-hop network, and includes a priority queue (103), a non-priority queue (104), and a bandwidth control unit (105). The priority queue (103) is a queue for priority traffic. The non-priority queue (104) is a queue for non-priority traffic. The bandwidth control unit (105) is connected to the non-priority queue (104), and performs bandwidth control for non-priority traffic in the wireless LAN multi-hop network to secure a bandwidth for priority traffic.

本発明のネットワーク管理装置(100)は、更に、カウント管理部(107)を具備する。カウント管理部(107)は、無線LANマルチホップネットワーク内で下流に接続するアクセスポイント数をカウントし管理する。帯域制御部(105)は、アクセスポイント数に基づいて優先トラヒックのトラヒック量を推定し、非優先トラヒックに対して帯域制御を行う。   The network management device (100) of the present invention further includes a count management unit (107). The count management unit (107) counts and manages the number of access points connected downstream in the wireless LAN multi-hop network. The bandwidth control unit (105) estimates the amount of priority traffic based on the number of access points, and performs bandwidth control on non-priority traffic.

帯域制御部(105)は、帯域制御のレートD、ボトルネックリンクの帯域B、及び優先トラヒックの帯域Vについて、D≦B−Vとなるように帯域制御を行う。   The bandwidth control unit (105) performs bandwidth control such that D ≦ B−V for the bandwidth control rate D, the bottleneck link bandwidth B, and the priority traffic bandwidth V.

帯域制御部(105)は、非優先トラヒックがネットワークを双方向に流れる場合、帯域制御のレートをD/2以下とするように帯域制御を行う。   The bandwidth control unit (105) performs bandwidth control so that the bandwidth control rate is set to D / 2 or less when non-priority traffic flows bidirectionally through the network.

帯域制御部(105)は、アクセスポイント数に基づいて優先トラヒックの帯域Vを決定する。   The bandwidth control unit (105) determines the bandwidth V of the priority traffic based on the number of access points.

本発明の帯域制御方法は、(a1)ポータルノードが、パケットの送信処理を開始した時に、優先キュー(103)にパケットが存在するかどうか確認するステップと、(a2)優先キュー(103)にパケットが存在していれば、ポータルノードが、優先キュー(103)のパケットを送信するステップと、(a3)優先キュー(103)にパケットが存在していなければ、ポータルノードが、非優先キュー(104)にパケットが存在するかどうか確認するステップと、(a4)非優先キュー(104)にパケットが存在していれば、ポータルノードが、非優先トラヒックの送信レートが帯域制御のレート以下であるかどうか確認するステップと、(a5)非優先トラヒックの送信レートが帯域制御のレート以下であれば、ポータルノードが、非優先キュー(104)のパケットを送信するステップと、(a6)非優先キュー(104)にパケットが存在していない場合、又は、非優先トラヒックの送信レートが帯域制御のレート以下でない場合、ポータルノードが、パケットの送信処理を終了するステップとを具備する。   The bandwidth control method of the present invention includes (a1) a step of checking whether a packet exists in the priority queue (103) when the portal node starts packet transmission processing, and (a2) in the priority queue (103). If the packet exists, the portal node transmits the packet in the priority queue (103); and (a3) If the packet does not exist in the priority queue (103), the portal node 104) checking whether there is a packet; and (a4) if there is a packet in the non-priority queue (104), the portal node has a non-priority traffic transmission rate equal to or lower than the bandwidth control rate. (A5) If the transmission rate of non-priority traffic is equal to or lower than the bandwidth control rate, portal no Transmitting a packet in the non-priority queue (104), and (a6) when no packet exists in the non-priority queue (104), or when the transmission rate of non-priority traffic is not less than the bandwidth control rate. The portal node ending the packet transmission process.

本発明の帯域制御方法は、(b1)下流に接続するアクセスポイント数をカウントし管理するステップと、(b2)アクセスポイント数に基づいて優先トラヒックのトラヒック量を推定し非優先トラヒックに対して帯域制御を行うステップとを更に具備する。   The bandwidth control method according to the present invention includes (b1) a step of counting and managing the number of access points connected downstream, and (b2) a bandwidth for non-priority traffic by estimating the traffic volume of priority traffic based on the number of access points. And a step of performing control.

本発明の帯域制御方法は、(c1)帯域制御のレートD、ボトルネックリンクの帯域B、及び優先トラヒックの帯域Vについて、D≦B−Vとなるように帯域制御を行うステップを更に具備する。   The bandwidth control method of the present invention further includes the step of (c1) performing bandwidth control so that D ≦ B−V for the bandwidth control rate D, the bottleneck link bandwidth B, and the priority traffic bandwidth V. .

本発明の帯域制御方法は、(d1)非優先トラヒックがネットワークを双方向に流れる場合、帯域制御のレートをD/2以下とするように帯域制御を行うステップ
を更に具備する。
The bandwidth control method of the present invention further includes a step (d1) of performing bandwidth control so that the bandwidth control rate is set to D / 2 or less when non-priority traffic flows bidirectionally in the network.

本発明の帯域制御方法は、(e1)アクセスポイント数に基づいて優先トラヒックの帯域Vを決定するステップ
を更に具備する。
The bandwidth control method of the present invention further comprises the step of (e1) determining the bandwidth V of the priority traffic based on the number of access points.

本発明のプログラムは、上記の帯域制御方法をコンピュータに実行させる。   The program of the present invention causes a computer to execute the above-described bandwidth control method.

一箇所のノードで非優先のデータトラヒックへの帯域制御を行うことで、ノードを通過する非優先トラヒックの合計が帯域制御のレート以下に抑えられるため、ボトルネックを解消することができ、優先トラヒックへの帯域を確保できるようになる。また、外部へのルートが一箇所となっているため、帯域制御を行うノードは一箇所だけで済み、容易に実施できる。   By performing bandwidth control for non-priority data traffic at a single node, the total non-priority traffic passing through the nodes can be kept below the bandwidth control rate, so bottlenecks can be eliminated and priority traffic can be eliminated. It will be possible to secure a bandwidth to. Also, since there is only one route to the outside, only one node needs to perform bandwidth control, which can be easily implemented.

本発明は、一つのポータル(有線ネットワークと無線ネットワークの接続点)から構成される無線LANマルチホップネットワークにおいて、ネットワーク内にあるアクセスポイント(AP)の数からVoIPトラヒック量を推定し、トラヒックが集中するノードにおいて帯域制御を行うことで、ネットワーク内を流れるデータトラヒックをVoIPトラヒックへ影響を与えないようにコントロールする方法である。   The present invention estimates the amount of VoIP traffic from the number of access points (AP) in a network in a wireless LAN multi-hop network composed of one portal (connection point between a wired network and a wireless network), and concentrates the traffic. This is a method of controlling the data traffic flowing in the network so as not to affect the VoIP traffic by performing bandwidth control at the node.

以下に本発明の第1実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明のネットワークトポロジー(Network Topology)は図1に示す。図1を参照すると、無線LANマルチホップネットワークは、ポータルノード(P)100と、アクセスポイント(AP)200と、アクセスポイント(AP)300を備える。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
The network topology of the present invention is shown in FIG. Referring to FIG. 1, the wireless LAN multi-hop network includes a portal node (P) 100, an access point (AP) 200, and an access point (AP) 300.

ポータルノード(P)100は、アクセスポイント(AP)200と無線によって通信する。また、外部ネットワークと有線又は無線によって通信する。   The portal node (P) 100 communicates with the access point (AP) 200 by radio. Further, it communicates with an external network by wire or wireless.

アクセスポイント(AP)200には、VoIP端末V11〜V1x(xは任意)、データ端末D11〜D1x、及びアクセスポイント(AP)300が接続する。アクセスポイント(AP)300には、VoIP端末V21〜V2x、データ端末D21〜D2xが接続する。ポータルノード(P)100−アクセスポイント(AP)200間、アクセスポイント(AP)200−アクセスポイント(AP)300間、及び各アクセスポイント(AP)に接続している端末間は、無線によって通信する。   Connected to the access point (AP) 200 are VoIP terminals V11 to V1x (x is arbitrary), data terminals D11 to D1x, and an access point (AP) 300. To the access point (AP) 300, VoIP terminals V21 to V2x and data terminals D21 to D2x are connected. Communication between the portal node (P) 100 and the access point (AP) 200, between the access point (AP) 200 and the access point (AP) 300, and between terminals connected to each access point (AP) is performed by radio. .

図2に、ポータルノード(P)100の基本構成を示す。
ポータルノード(P)100は、入力リンク101と、パケット処理部102と、優先キュー103と、非優先キュー104と、帯域制御部105と、出力リンク106と、アクセスポイント(AP)カウント管理部107を備える。
FIG. 2 shows a basic configuration of the portal node (P) 100.
The portal node (P) 100 includes an input link 101, a packet processing unit 102, a priority queue 103, a non-priority queue 104, a bandwidth control unit 105, an output link 106, and an access point (AP) count management unit 107. Is provided.

入力リンク101は、アクセスポイント(AP)から無線によってパケットを受信する。パケット処理部102は、送信予定のパケットを優先キュー103又は非優先キュー104に振り分ける。優先キュー103は、優先的に送信するパケットを格納する。非優先キュー104は、優先的に送信する必要のないパケットを格納する。帯域制御部105は、非優先トラヒックに対して帯域制御を行う。すなわち、非優先キュー104に格納されたパケットの種類毎に、使用できる回線容量(通信速度)を制限する。このとき、最適な帯域制御のレートは、優先トラヒックに必要な帯域とネットワークでボトルネックリンクの帯域から設定する。出力リンク106は、優先キュー103又は非優先キュー104に格納されたパケットを、無線によってアクセスポイント(AP)にパケットを送信する。アクセスポイント(AP)カウント管理部107は、下流に接続するアクセスポイント(AP)の数を管理する。本実施形態では、ポータルノード(P)100はアクセスポイント(AP)機能を持つが、アクセスポイント(AP)機能を持たない場合もある。   The input link 101 receives a packet from an access point (AP) by radio. The packet processing unit 102 distributes a packet scheduled to be transmitted to the priority queue 103 or the non-priority queue 104. The priority queue 103 stores packets to be transmitted with priority. The non-priority queue 104 stores packets that need not be transmitted with priority. The bandwidth control unit 105 performs bandwidth control for non-priority traffic. That is, the available line capacity (communication speed) is limited for each type of packet stored in the non-priority queue 104. At this time, the optimum bandwidth control rate is set from the bandwidth required for the priority traffic and the bandwidth of the bottleneck link in the network. The output link 106 transmits the packet stored in the priority queue 103 or the non-priority queue 104 to the access point (AP) by radio. The access point (AP) count management unit 107 manages the number of access points (AP) connected downstream. In this embodiment, the portal node (P) 100 has an access point (AP) function, but may not have an access point (AP) function.

ここで、最適な帯域制御のレート、すなわち設定するレートDの最大値は、ボトルネックリンクとなるポータルノード(P)−アクセスポイント(AP)200間の帯域をB、優先トラヒックの帯域をVとすると、B≧V+Dという制約条件より、D≦B−Vとなる。但し、無線LANは半二重通信であるため、非優先トラヒックがネットワークを双方向に流れる場合、設定レートはその半分であるD/2以下が基準となる。なお、優先トラヒック用に確保された帯域Vはアクセスポイント(AP)カウント管理部107が保持するアクセスポイント(AP)数によって決まる。   Here, the optimum bandwidth control rate, that is, the maximum value of the rate D to be set, is B for the bandwidth between the portal node (P) and the access point (AP) 200 serving as the bottleneck link, and V for the priority traffic bandwidth. Then, D ≦ B−V because of the constraint condition of B ≧ V + D. However, since the wireless LAN is half-duplex communication, when non-priority traffic flows through the network in both directions, the setting rate is D / 2 or less, which is half of the setting rate. The bandwidth V reserved for priority traffic is determined by the number of access points (AP) held by the access point (AP) count management unit 107.

図1に示されているアクセスポイント(AP)200,アクセスポイント(AP)300は、図1中に示しているとおり、複数の送受信部を備える。例えば、アクセスポイント(AP)200は無線通信部201、202、203を備える。アクセスポイント(AP)300は無線通信部301,302,303を備える。アクセスポイント(AP)200,アクセスポイント(AP)300は、複数の無線通信部を備えること以外は標準的なアクセスポイント(AP)の構成と同様である。   The access point (AP) 200 and the access point (AP) 300 shown in FIG. 1 include a plurality of transmission / reception units as shown in FIG. For example, the access point (AP) 200 includes wireless communication units 201, 202, and 203. The access point (AP) 300 includes wireless communication units 301, 302, and 303. The access point (AP) 200 and the access point (AP) 300 have the same configuration as that of a standard access point (AP) except that a plurality of wireless communication units are provided.

ここでは、無線通信部201は、VoIP端末V11〜V1xと無線によって通信する。無線通信部202は、ポータルノード(P)100と無線によって通信する。無線通信部203は、無線通信部301及びデータ端末D11〜D1xと無線によって通信する。同様に、無線通信部301は、VoIP端末V21〜V2xと無線によって通信する。無線通信部302は、無線通信部201と無線によって通信する。無線通信部303は、データ端末D21〜D2xと無線によって通信する。   Here, the wireless communication unit 201 communicates with the VoIP terminals V11 to V1x wirelessly. The wireless communication unit 202 communicates with the portal node (P) 100 wirelessly. The wireless communication unit 203 communicates wirelessly with the wireless communication unit 301 and the data terminals D11 to D1x. Similarly, the wireless communication unit 301 communicates with the VoIP terminals V21 to V2x wirelessly. The wireless communication unit 302 communicates with the wireless communication unit 201 wirelessly. The wireless communication unit 303 communicates with the data terminals D21 to D2x by radio.

以下に、本実施形態の動作について説明する。
ここで、図1に示すネットワークにおいては、アクセスポイント(AP)300に接続したデータ端末D21,VoIP端末V21から送信された外部宛てのパケットpd1,pv1は、アクセスポイント(AP)300、アクセスポイント(AP)200を経由しポータルノード(P)100へ到達する。
The operation of this embodiment will be described below.
Here, in the network shown in FIG. 1, packets pd1 and pv1 destined to the outside transmitted from the data terminal D21 and VoIP terminal V21 connected to the access point (AP) 300 are connected to the access point (AP) 300, the access point (AP AP) 200 is reached via portal node (P) 100.

図3に、ポータルノード(P)100でのパケット送出手順を示す。
(1)ステップS101
ポータルノード(P)100は、パケットの送信処理を開始する。
(2)ステップS102
ポータルノード(P)100は、優先キュー103にパケットが存在するかどうか確認する。
(3)ステップS103
ポータルノード(P)100は、優先キュー103にパケットが存在していれば、優先キュー103のパケットを送信する。
(4)ステップS104
ポータルノード(P)100は、優先キュー103にパケットが存在していなければ、非優先キュー104にパケットが存在するかどうか確認する。
(5)ステップS105
ポータルノード(P)100は、非優先キュー104にパケットが存在していれば、非優先トラヒックの送信レートが帯域制限値(帯域制御のレート)以下であるかどうか確認する。
(6)ステップS106
ポータルノード(P)100は、前記非優先トラヒックの送信レートが帯域制限値以下であれば、非優先キュー104のパケットを送信する。
(7)ステップS107
ポータルノード(P)100は、非優先キュー104にパケットが存在していない場合、又は、前記非優先トラヒックの送信レートが帯域制限値以下でない場合は、パケットの送信処理を終了する。
FIG. 3 shows a packet transmission procedure in the portal node (P) 100.
(1) Step S101
The portal node (P) 100 starts packet transmission processing.
(2) Step S102
The portal node (P) 100 checks whether a packet exists in the priority queue 103.
(3) Step S103
If there is a packet in the priority queue 103, the portal node (P) 100 transmits the packet in the priority queue 103.
(4) Step S104
If there is no packet in the priority queue 103, the portal node (P) 100 checks whether there is a packet in the non-priority queue 104.
(5) Step S105
If there is a packet in the non-priority queue 104, the portal node (P) 100 checks whether the transmission rate of the non-priority traffic is equal to or less than the bandwidth limit value (band control rate).
(6) Step S106
The portal node (P) 100 transmits a packet in the non-priority queue 104 if the transmission rate of the non-priority traffic is equal to or less than a bandwidth limit value.
(7) Step S107
The portal node (P) 100 ends the packet transmission process when there is no packet in the non-priority queue 104 or when the transmission rate of the non-priority traffic is not less than the bandwidth limit value.

従って、ポータルノード(P)100でのパケット送出手順では、まず、優先トラヒックに属するpv1が優先的に外部ネットワークへ転送される。一方、非優先トラヒックのpd1は、優先トラヒックのキューが空、且つ、現在の非優先トラヒックの送信レートが帯域制御レート以下である場合、外部ネットワークへ転送される。そのため、データ端末D1の送信レートは、ポータルノード(P)100での転送レートに自動的に律速される。データを送信する端末が増えた場合でも、データ端末全体の送信レートは帯域制御のレートに律速される。すなわち、データ端末D1の送信レートは、ポータルノード(P)100での転送レートにより決定され、データ端末全体の送信レートは帯域制御のレートにより決定される。   Therefore, in the packet transmission procedure at the portal node (P) 100, first, pv1 belonging to the priority traffic is preferentially transferred to the external network. On the other hand, the non-priority traffic pd1 is transferred to the external network when the priority traffic queue is empty and the current non-priority traffic transmission rate is equal to or lower than the bandwidth control rate. Therefore, the transmission rate of the data terminal D1 is automatically limited by the transfer rate at the portal node (P) 100. Even when the number of terminals transmitting data increases, the transmission rate of the entire data terminal is limited by the rate of bandwidth control. That is, the transmission rate of the data terminal D1 is determined by the transfer rate at the portal node (P) 100, and the transmission rate of the entire data terminal is determined by the bandwidth control rate.

また、同様に外部から入ってくるトラヒックに対しても同様のことが行われる。   Similarly, the same is done for traffic coming from the outside.

以下に本発明の第2実施形態について説明する。
本発明の第1実施形態では、ポータルノード(P)100が帯域制御を行ったが、他にもアクセスポイント(AP)や、有線側にある外部ノードで行う場合も考えられる。例えば、アクセスポイント(AP)カウント管理部107を持つノードは、ポータルノード(P)100に限らず、アクセスポイント(AP)200又はアクセスポイント(AP)300でも良い。
The second embodiment of the present invention will be described below.
In the first embodiment of the present invention, the portal node (P) 100 performs bandwidth control. However, other cases may be considered where the access is performed by an access point (AP) or an external node on the wired side. For example, the node having the access point (AP) count management unit 107 is not limited to the portal node (P) 100 but may be the access point (AP) 200 or the access point (AP) 300.

また、TCPフローでなくても輻輳制御を持つ通信に対して有効である。例えば、本発明は、一つのポータルを持つネットワークにおける輻輳回避制御を持つ通信に対する制御において利用することが考えられる。   Even if it is not a TCP flow, it is effective for communication having congestion control. For example, the present invention can be used in control for communication having congestion avoidance control in a network having one portal.

本発明の無線LANシステムは、以下の特徴を備える。
(1)一つのポータルを持つ無線LANマルチホップシステムにおいて、非優先トラヒックに対して帯域制御を行うことで、優先トラヒックの帯域を確保する。
(2)アクセスポイント(AP)数をカウントし優先トラヒックのトラヒック量を推定し、非優先トラヒックに対して帯域制御を行う。
The wireless LAN system of the present invention has the following features.
(1) In a wireless LAN multi-hop system having one portal, bandwidth control for non-priority traffic is performed, thereby securing a bandwidth for priority traffic.
(2) Counting the number of access points (APs), estimating the traffic volume of priority traffic, and performing bandwidth control for non-priority traffic.

以上のように、本発明では、一つのポータルから構成される無線LANマルチホップネットワークにおいて、ネットワークを流れるトラヒックを優先/非優先という二つのクラスに分け非優先トラヒックに対して帯域制御を行う。   As described above, in the present invention, in a wireless LAN multi-hop network composed of one portal, the traffic flowing through the network is divided into two classes of priority / non-priority, and band control is performed for non-priority traffic.

無線LANマルチホップネットワークにおいては、データリンク層(第2層)の下位副層であるMAC(Media Access Control)層における再送制御があり、リアルタイムで通信量をモニタリングすることや優先トラヒックのトラヒック量を正確に求めることが難しい。本発明では、接続するアクセスポイント(AP)数をカウントすることで、確保すべき優先トラヒックの帯域を正確に求めることができる。また、使用するVoIPコーデックによらずアクセスポイント(AP)数だけで動作することが可能となる。   In a wireless LAN multi-hop network, there is a retransmission control in the MAC (Media Access Control) layer, which is a lower sublayer of the data link layer (second layer), and it is possible to monitor the traffic volume in real time and to reduce the traffic volume of the priority traffic. It is difficult to obtain accurately. In the present invention, by counting the number of access points (AP) to be connected, it is possible to accurately obtain the priority traffic band to be secured. In addition, it is possible to operate with only the number of access points (APs) regardless of the VoIP codec to be used.

本発明では、非優先トラヒック対象となるデータトラヒックの多くが輻輳回避機能を持つTCP通信であり、外部との通信が主であることに着目した。規制対象となる非優先トラヒックに対してトラヒックが集中するノード一箇所において帯域制御を行うことで、非優先トラヒックのトラヒック量を一定以下に抑えることが可能となる。   In the present invention, attention is paid to the fact that most of the data traffic to be subjected to non-priority traffic is TCP communication having a congestion avoidance function, and communication with the outside is the main. By performing bandwidth control at one location where traffic is concentrated with respect to non-priority traffic to be regulated, it becomes possible to keep the traffic amount of non-priority traffic below a certain level.

それにより、優先トラヒックに対しての帯域を確保が可能となり、複数のノードでの帯域制御といった動作が不要でより簡単にネットワークを流れるトラヒック量をコントロールできる。一つのポータルを持つ無線LANマルチホップネットワークにおいては、外部とのTCPフローは共通のリンクを通るため、この手法には効果がある。   As a result, it is possible to secure a bandwidth for priority traffic, and it is possible to control the amount of traffic flowing through the network more easily without requiring operations such as bandwidth control at a plurality of nodes. In a wireless LAN multi-hop network having one portal, the TCP flow with the outside passes through a common link, so this method is effective.

図1は、本発明のネットワークトポロジーを示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a network topology of the present invention. 図2は、ポータルノード(P)の基本構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of the portal node (P). 図3は、本発明の動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

100… ポータルノード(P)
101… 入力リンク
102… パケット処理部
103… 優先キュー
104… 非優先キュー
105… 帯域制御部
106… 出力リンク
107… アクセスポイント(AP)カウント管理部
200,300… アクセスポイント(AP)
201,202,203,301,302,303… 無線通信部
100 ... Portal node (P)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Input link 102 ... Packet processing part 103 ... Priority queue 104 ... Non-priority queue 105 ... Band control part 106 ... Output link 107 ... Access point (AP) count management part 200, 300 ... Access point (AP)
201, 202, 203, 301, 302, 303 ... Wireless communication unit

Claims (9)

優先トラヒックのキューである優先キューと、
非優先トラヒックのキューである非優先キューと、
前記非優先キューに接続され、無線LANマルチホップネットワーク内で前記非優先トラヒックに対して帯域制御を行い前記優先トラヒックの帯域を確保する帯域制御部と
前記無線LANマルチホップネットワーク内で下流に接続するアクセスポイント数をカウントし管理するカウント管理部
を具備し
前記帯域制御部は、前記アクセスポイント数に基づいて前記優先トラヒックのトラヒック量を推定し前記非優先トラヒックに対して帯域制御を行う
ネットワーク管理装置。
A priority queue that is a queue for priority traffic;
A non-priority queue that is a queue for non-priority traffic;
A bandwidth control unit connected to the non-priority queue and performing bandwidth control on the non-priority traffic in a wireless LAN multi-hop network to secure the bandwidth of the priority traffic ;
Count management unit for counting and managing the number of access points connected downstream in the wireless LAN multi-hop network
Holders of Bei said bandwidth controller, a network management apparatus for performing bandwidth control for estimating the traffic volume of the priority traffic based on the number of the access point the non-priority traffic.
請求項1に記載のネットワーク管理装置において、  The network management device according to claim 1,
前記帯域制御部は、前記アクセスポイント数に基づいて優先トラヒックの帯域Vを決定する  The bandwidth control unit determines a priority traffic bandwidth V based on the number of access points.
ネットワーク管理装置。  Network management device.
請求項1又は2に記載のネットワーク管理装置において、
前記帯域制御部は、帯域制御のレートD、ボトルネックリンクの帯域B、及び優先トラヒックの帯域Vについて、D≦B−Vとなるように帯域制御を行う
ネットワーク管理装置。
In the network management device according to claim 1 or 2,
The bandwidth control unit is a network management device that performs bandwidth control so that D ≦ B−V for a bandwidth control rate D, a bottleneck link bandwidth B, and a priority traffic bandwidth V.
請求項3に記載のネットワーク管理装置において、
前記帯域制御部は、前記非優先トラヒックがネットワークを双方向に流れる場合、前記帯域制御のレートをD/2以下とするように帯域制御を行う
ネットワーク管理装置。
The network management device according to claim 3,
The bandwidth control unit performs bandwidth control so that the bandwidth control rate is set to D / 2 or less when the non-priority traffic flows bidirectionally in the network.
ータルノードが、パケットの送信処理を開始した時に、優先キューにパケットが存在するかどうか確認するステップと、
記優先キューにパケットが存在していれば、前記ポータルノードが、前記優先キューのパケットを送信するステップと、
記優先キューにパケットが存在していなければ、前記ポータルノードが、非優先キューにパケットが存在するかどうか確認するステップと、
記非優先キューにパケットが存在していれば、前記ポータルノードが、前記非優先トラヒックの送信レートが帯域制御のレート以下であるかどうか確認するステップと、
記非優先トラヒックの送信レートが前記帯域制御のレート以下であれば、前記ポータルノードが、前記非優先キューのパケットを送信するステップと、
記非優先キューにパケットが存在していない場合、又は、前記非優先トラヒックの送信レートが前記帯域制御のレート以下でない場合、前記ポータルノードが、パケットの送信処理を終了するステップと
下流に接続するアクセスポイント数をカウントし管理するステップと、
前記アクセスポイント数に基づいて優先トラヒックのトラヒック量を推定し非優先トラヒックに対して帯域制御を行うステップと
を具備する
帯域制御方法。
A step of port Tarunodo is, at the start of transmission processing of the packet, to determine whether the packet in the priority queue exists,
If there is a packet in front Symbol priority queue, the portal node, sending a packet of the priority queue,
Unless there are packets before Symbol priority queue, the portal node, the step of checking whether the packet to the non-priority queue exists,
If there is a packet in front Symbol non-priority queue, the portal node comprises the steps of: transmitting rate of the non-priority traffic to determine whether it is less than the rate of bandwidth control,
If the transmission rate of the previous SL non-priority traffic the following rates of the bandwidth control, the portal node, sending a packet of the non-priority queue,
If the previous SL does not exist packets in non-priority queue, or if the transmission rate of the non-priority traffic is not less than the rate of the bandwidth control, the portal node, the steps of ending the transmission process of the packet,
Counting and managing the number of access points connected downstream;
A bandwidth control method comprising: estimating a traffic volume of priority traffic based on the number of access points and performing bandwidth control on non-priority traffic .
請求項5に記載の帯域制御方法において、  The bandwidth control method according to claim 5, wherein
前記アクセスポイント数に基づいて優先トラヒックの帯域Vを決定するステップ  Determining a priority traffic band V based on the number of access points;
を更に具備するFurther comprising
帯域制御方法。  Bandwidth control method.
請求項6又は7に記載の帯域制御方法において、
記帯域制御のレートD、ボトルネックリンクの帯域B、及び優先トラヒックの帯域Vについて、D≦B−Vとなるように帯域制御を行うステップ
を更に具備する
帯域制御方法。
The bandwidth control method according to claim 6 or 7,
Rate D before Symbol band control, the bandwidth B of the bottleneck link, and the band V priority traffic, further bandwidth control method comprising the steps of performing a band control so that D ≦ B-V.
請求項7に記載の帯域制御方法において、
記非優先トラヒックがネットワークを双方向に流れる場合、前記帯域制御のレートをD/2以下とするように帯域制御を行うステップ
を更に具備する
帯域制御方法。
The bandwidth control method according to claim 7 , wherein
When flowing before Symbol the non-priority traffic network bidirectionally, further bandwidth control method comprising the steps of performing a band control so that the rate of the bandwidth control and D / 2 or less.
請求項5乃至8のいずれか一項に記載の帯域制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute the bandwidth control method according to any one of claims 5 to 8 .
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